炎热的夏天，当苍蝇嗡嗡地在你身边乱飞时，你可曾想过，它最后是如何落在你眼前的西瓜上的？毕竟，苍蝇的飞行线路如此混乱，一点规律都没有，所以人们总是把它们叫做“无头苍蝇”。现在美国和英国的研究小组对果蝇的研究却发现，苍蝇飞的时候也许并不是那么无目的的。它们甚至可能是所有动物中最优化捕食路线的动物。
猎豹是典型的使用“无限制捕食策略”进行捕食的动物之一。资料图片
科学家发现，苍蝇的飞行也符合优化捕食策略。资料图片
转弯飞间歇飞
果蝇一方面能够在无限制环境范围内随意飞行，另一方面，也同时具备间断性捕食飞行的能力，这证明苍蝇并不是无目的无方向地飞的。
美国加州大学的教授马克·费伊（MarkFrye）和英国Rothamsted研究中心的安迪·瑞诺德（Andy Reynolds）采用的是一种新的方式来跟踪苍蝇。
这种新的方法包括了一个电脑视频跟踪系统和一套数学计量方程，结果发现，无论是近距离观察，还是远距离观察，每只饥饿的果蝇飞起来会突然转弯，而且路线互相都类似。此外，研究者还发现，苍蝇在寻食过程中，会时不时间断一下，它们会停歇一会儿，马上换方向再重新直飞。
原来，果蝇在探测周围环境时采用了一种特殊的飞行策略———“90度快速转弯法”，它们在飞了一段时间之后会突然猛地掉头朝另外一个方向飞去，其中一些快速转弯是因为果蝇目测到前方可能会有墙等障碍物。
不过很多其他时候，果蝇在飞行中的突然转弯并不是由目测到的东西决定的。更多时候，果蝇飞起来看上去没有任何飞行规律，完全是按照偶然因素决定飞行路线。这次的研究，两名科学家发现，果蝇一方面能够在无限制环境范围内随意飞行，另一方面，也同时具备间断性捕食飞行的能力，这两种能力构成了动物行为学上的“优化捕食策略”，因此也证明了苍蝇并不是无目的无方向地飞的。
优化捕食理论
动物的“优化捕食”行为中存在两种特质。一是“无限制捕食策略”，即猎食动物在没有受限制的环境中按任意路线进行捕食，另一种是“间断性捕食”，即捕食者采用断断续续而非直接的方式寻找猎物。
在动物行为学的研究工作中，捕食理论（Foraging Theory）占有非常关键的位置。科学家通常会通过研究动物的捕食行为，观察其是否在进行一种“优化捕食”行为（OptimalForage）。
从最基本的说，“优化捕食理论”意味着如何消耗最少的能量来捕获最大的能量。很多生态学上的概念如“适应”、“能量流”、“竞争”等都和“优化捕食理论”相关，探讨动物为何以及如何选择某些特定食物。按照“优化捕食理论”中，要实现最佳的捕食效率，动物包括苍蝇就应该尽量缩短捕食时间，规划出到达猎物的最佳路线。
本研究的科学家认为，动物的“优化捕食”行为中，分别存在两种特质。一种被称为“无限制捕食策略”（Scale-freeSearching Stategy），即猎食动物在没有受限制的环境中按任意路线进行捕食，很多其他动物如浮游动物、大黄蜂、信天翁、豹甚至猎食的人类都具备这样的捕食特征。
而另一种优化捕食特征则是“间断性捕食”（IntermittentSearch），即捕食者采用断断续续而非直接的方式寻找猎物，有着间断性寻食习惯的动物包括了章鱼、河鳟和蟋蟀等。
苍蝇的“跨界捕食”
果蝇是第一类两种优化捕食特征兼具的动物。它们既进行“自由捕食”又进行“间断性捕食”。换句话说，苍蝇其实是一种“跨界捕食者”。
根据安迪·瑞诺德及费伊的研究表明，果蝇是第一类两种优化捕食特征兼具的动物。它们既进行“自由捕食”又进行“间断性捕食”。换句话说，苍蝇其实是一种“跨界捕食者”。
因此，自由飞行的果蝇身上同时存在着两种优化捕食的特点。果蝇在飞行过程中会突然自发地折向飞行，这样就更多地重走身边的环境，也更熟悉一块地方，因此也更不容易错过环境中的目标。所有被记录的果蝇都会持续地转换方向，无论是顺时针还是逆时针。
此外，果蝇的捕食也是间断性的，它们每次积极的飞行中间，都穿插着暂时的停滞以重新定位目标，同时，这些休息也伴随着缓慢的折转方向。
研究者提到，所有能进行“无限制捕食”的动物中，只有果蝇的捕食途径是会突然转变角度的。
在结论中，研究者写道，无论是“自由捕食”还是“间断性捕食”都在很多动物身上发现，但对果蝇的研究却是第一次发现，原来两种特征可以同时在动物身上存在。“这也意味着，与现行理论发展并行，‘自由捕食’还是‘间断性捕食’并不是两种完全独立的捕食策略，相反，它们可以合并在一起，组成一个单一、复杂而被广泛适用的捕食策略。”马克也表示，“这个研究结果十分令人激动，因为它攻克了动物行为学上最重要的一个问题：如何捕食猎物。”这项研究还将继续进行，接下来的步骤是结合苍蝇的神经生物学，调查比如果蝇大脑中哪个部分控制着捕食路线等问题。如果研究继续发展下去，可能科学家将知道到底这些小东西是如何成功登陆我们的餐桌的。
（金煜）
■新知补丁
优化捕食理论（OptimalForagingTheory）
这个理论最早在1966年提出，其关于生物生态学中的最关键领域：捕食行为的理论。到目前为止，在生态学、心理学和人类学上，都有着不少该领域的研究。
优化捕食理论的基本变量是E（能量）和H（时间，包括捕食、杀戮、吃和消化所用时间），能量除以时间的比值就是捕食者捕获猎物的效率所在，按照这个公式，动物总是选择最有利的猎物捕食，而非只是在周边环境中随意吃随手可得的生物。另一个附加变量是s，表示寻食的时间，所以一般的优化捕食公式是：
这就得出了一些结论：如果捕食者捕食时间短，但寻食时间长，那就说明这种捕食者是捕食全才，而捕食专才则捕食时间和寻食时间都很长，它们很挑剔，狮子就是一个例子。这个理论研究得出的最大结论是，还没有哪一种动物完全解决了优化捕食的平衡问题。
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